CN104192545A - 一种环模压块机秸秆物料自动进给装置 - Google Patents

一种环模压块机秸秆物料自动进给装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于农用机械领域,特指一种环模压块机秸秆物料自动进给装置,其包括进料装置、送料装置和控制模块。控制模块包括PLC、电机驱动器、称重传感器和电机开关。团状物料由抓草机抓进储料箱后,经过储料箱上方的两根棘轴分散后均匀落于大螺杆上。大螺杆经导料斗均匀输出物料并落于送料装置的输送带送入环模压块机中。在导料斗下方的称重传感器实时向PLC传送信息,并由PLC向电机驱动器发送脉冲来反馈控制大螺杆电机的转速,以保证秸秆进料量的稳定。本发明结构简单,操作方便,实现进料端的智能控制,不但省去了2~3人的上料劳力,也解决了秸秆压块生产线中秸秆进料不稳定且经常阻塞的问题,从而提高了秸秆压块质量和生产效率。

Description

一种环模压块机秸秆物料自动进给装置
技术领域
[0001] 本发明属于农用机械领域,更具体的说,特别涉及一种PLC控制的环模压块机秸杆物料自动进给装置。
背景技术
[0002] 我国是农业大国,农作物秸杆产量大、分布广、种类多,长期以来一直是农民生活和农业发展的宝贵资源,但是关于秸杆利用,秸杆全量还田是会影响作物播种和生长,秸杆焚烧污染大气环境,故需要对秸杆进行切实有效的综合利用,转废为宝。
[0003] 随着环模挤压成型技术的发展,我国大量的秸杆也得到了更好的综合利用,如秸杆挤压成块可以做生物质燃料的同时也更加方便地进行储藏和运输;但现今环模压块成型的生产线还存在着各种问题,特别是智能化的水平还特别低,尤其在上料问题上;到目前为止,秸杆压块生产线的上料需要人工操作,人力劳作的工作量特别大,不仅长期暴露于大噪音大粉尘的工作环境严重危害工作人员的身体健康,也使得上料量在各时刻极不稳定,常造成环模压块机空载或者上料量过大而发生阻塞而影响生产效率和压块成型质量;所以提高环模秸杆压块生产线的智能化水平,保证秸杆原料持续且稳定进料是一个亟待解决的问题。
[0004] 现有的生产线一般需要2〜3人在输送带初始端进行上料,不仅劳作强度非常大,而且很难保证前后两次上料的连续性;关于现有的相关的上料装置,中国专利号CN201751179U公开了一种环模秸杆制粒机送料器,在转轴的后端焊接有螺旋搅龙,在转轴的前端焊接有叶片搅龙,共同将物料向前推进制粒机中,一定程度上提高了模孔的利用效果,但此装置由于没有将成团状物料进行有效的分散而极易发生进料口阻塞;中国专利号CN201618607U提供了一种实验室用秸杆粉碎机自动送料机构,实现上料之后,主动辊带动输送皮带向破碎腔运动,将秸杆自动送到破碎腔,从而可以不需要人工手动送料,降低危险性;上海交通大学的曹美新等人研制了辊式送料装置(曹美新,肖文斌,夏萼辉,翟良贵,陈镇杰.辊式送料装置的设计方法[J].模具技术,1989,03:98-101),在开式压力机上设置了通用辊式送料装置,实现了多种规格卷料自动送料的需求,减轻劳动强度,提高生产效率;中国专利号CN203273925U公开了一种秸杆燃烧的原料送料装置,设置了前送料管、鼓风机和后送料管,实现了秸杆传送的自动化,解决了在较长距离的秸杆输送中便捷自动有效地输送秸杆,改善生产环境;福建省机械科学研究院的王琢设计开发了一台组合米机送料喂料装置(王琢.组合米机送料喂料装置的研制[J].粮油加工与食品机械,1998,06:23-24.),在组合米机中加入正压气流送料喂料装置,提高了加工性能,降低能耗,实现物料的均匀供给。
[0005] 由上所述,由于环模压块生产线的秸杆供应量较大且要求连续稳定进给,而且秸杆物料容易缠绕成团等原因,目前所使用的送料装置还不能较好地配合使用于环模压块的生产线。部分进料装置虽然能较好保证送料的均匀性,但是不能满足秸杆上料量的需求;一些进料装置虽然能实现秸杆的送料量,但是却无法保证进料的连续和均匀性,并且对于秸杆物料进行上料极易造成阻塞,而且结构复杂,成本较高,不适合在环模压块生产线进行配置。
[0006] 所发明的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置不但结构相对简单,成本较低,而且能够很好地配合于现有的压块生产线的使用,不仅满足进料端上料量的需求,而且通过PLC、称重传感器以及电机驱动器组成的控制模块,对秸杆物料的进给进行实时控制和反馈,保证了秸杆上料的均匀性和连续性,从而实现了环模压块生产线进料的智能控制,提高了生产效率,并且通过储料箱、棘轴和大螺杆的特殊结构设计,极大防止了进料口的阻塞,与此同进料装置代替人工劳力,大大降低了工作强度,避免工作人员暴露于大粉尘大噪音的生产环境而影响身体健康。
发明内容
[0007]为克服现有技术存在的缺点和不足,本发明专利提供了一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,解决现有的环模秸杆压块生产线进料端物料进给不均匀,连续性差,工人劳作强度较大以及生产效率低等问题;通过储料箱配合内部的棘轴以及螺杆的组合设计,可以使得物料均匀分散于储料箱中而不结团,从而避免在出料口处的阻塞;由称重传感器、PLC、电机驱动器和电机开关组成的控制模块,保证了物料进给量的均匀性,从而提高整条生产线的生产效率和压块的成型质量。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明的设计方案为:一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,包括进料装置、控制模块和送料装置;进料装置由储料箱、两根棘轴、大螺杆、两台小电机、一台大电机和导料斗组成,两根棘轴分别安装在储料箱上端的左右两侧,并由储料箱后部的左右两台小电机分别相联驱动;两根棘轴距离导料斗出口处6(Γ70_处的棘刺外径与大螺杆外径相距2(T30mm,以便在出料口处发生阻塞时,棘刺能够将阻塞的物料进行分散。其余棘刺外径与大螺杆外径相距8(Tl00mm,且各棘刺均匀分布于棘轴左右两侧,各相邻两根棘刺的间距相同,主要用于抓草机将物料抓进储料箱时,将成团状的秸杆物料进行均匀分散;大螺杆水平安装于储料箱的半圆形底部,并且大螺杆最低处与半圆形底部相距20mm,由储料箱后部的大电机相联并驱动;通过大螺杆的转动,可以将物料通过导料斗均匀输送到送料装置的输送带上;导料斗设置在储料箱的出口处,用于大螺杆输出的物料均匀导出,在储料箱的顶部设有两个吊环,便于整台进料装置进行较大距离的搬移;控制模块由称重传感器、PLC、电机驱动器、控制开关及相关的连线组成;称重传感器安装在储料箱导料斗的下方,对于出料量进行实时监测;PLC安装在储料箱的前部桁架上,与称重传感器接线相连;电机驱动器安装于储料箱的后部桁架,与PLC、大电机接线相连;当倒料斗出料量有所下降时,位于导料斗下方的称重传感器感应并将信息传输反馈至PLC,由PLC进行信息处理后,向电机驱动器发送控制脉冲来调整大螺杆的转速,从而控制秸杆物料进给的均匀性和连续性;控制开关分别包括棘轴电机开关和大螺杆电机驱动器开关,安装在导料斗前部的桁架,采用旋转开关式,简单方便地控制电机的启停;送料装置由金属架、辊筒、输送带、皮带、皮带轮和驱动电机组成,辊筒安装在金属架的两端,输送带平铺并卷绕于前后两个辊筒上,在辊筒轴端和驱动电机轴端各过盈配合安装一个皮带轮,并用皮带相连接,金属架与水平成45°角,并且其安装起点位于导料口下方,使得储料箱中输出的物料通过导料口直接落到送料装置输送到秸杆压块机中,保证物料供给和输送的前后连贯性。
[0009] 本装置中,大螺杆采用40Cr铸造热处理方式为淬火后进行回火,回火温度600-650°C之间,以提高其强度和耐磨性;棘轴采用45号钢,并调质HB220-270处理;储料箱和金属架均采用45号钢,其中对储料箱的内壁进行抛光和涂层处理,以降低粗糙度,减小摩擦力。
[0010] 本发明具有的有益效果
本发明通过在导料斗下面安装的称重传感器以及PLC、电机驱动器和电机开关,对秸杆物料的输入进行实时监控和反馈,保证物料进给的均匀性和连续性;储料箱、棘轴和大螺杆特殊机构的设计以及相互配合的作用,使得秸杆物料在储料箱中均匀分散,极大地避免了物料在出料口处的阻塞而影响生产效率;送料装置的安装设计,保证物料从出料装置到秸杆压块机的连贯性;本发明的使用,使得在生产线的上料初端省去了 2〜3名工人全天高强度的上料和运料,一定程度上实现了环模秸杆压块生产线的自动化和智能化,同时,进料的连续和均匀也大大提高了生产效率和压块的的成型质量。
附图说明
[0011] 为了更清楚的说明本发明的实施例或者技术方案,下面将对实施例或者技术方案描述中所需要的附图做简单介绍,显而易见,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在没有付出创造性劳动的情况下根据本发明附图还可以得到其他附图。
[0012]图1是环模压块机秸杆物料自动进给装置的整体结构示意图。
[0013] 图2是环模压块机秸杆物料自动进给装置进料装置的后视图。
[0014] 图3是环模压块机秸杆物料自动进给装置进料装置的俯视图。
[0015] 图4是环模压块机秸杆物料自动进给装置进料装置的前视图。
[0016] 图中:1、棍筒;2、金属架;3、输送带;4、棘轴电机开关;5、PLC (可编程控制器);6、电机驱动器;7、大电机;8、小电机;9、储料箱;10、大螺杆;11、棘轴;12、吊环;13、大螺杆电机驱动器开关;14、称重传感器;15、导料斗;16、驱动电机;17、皮带。
具体实施方式
[0017] 下面将结合本发明具体实施例中的附图,对本发明中实施的技术方案进行清楚、完整地描述,显然所描述的具体实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域中普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,都属于本发明保护范围。
[0018] 以水稻秸杆为例。
[0019] 如图,在实际操作中,打开棘轴电机开关4和大螺杆电机驱动器开关13,带动棘轴11和大螺杆10转动;抓草机将成堆的秸杆物料抓取到本发明装置后,物料落入储料箱9中,首先经过储料箱9上端的两根棘轴11,旋转的两根棘轴11将成团状的物料进行离散,并且均匀地落入到大螺杆10上,由大电机7驱动的大螺杆10匀速转动,将秸杆物料通过导料斗15均匀输出到送料装置的输送带3上,在导料斗下方的称重传感器14实时监控导料斗15上通过的秸杆输出量,并且将信息及时反馈至PLC5中,由PLC5将信息进行处理后,向安装在储料箱后部的电机驱动器6发送控制脉冲来调整大电机7的转速;例如称重传感器14监测感应到导料斗9上的输出重量减小后,实时将信息反馈到PLC5中,经PLC5处理后向电机驱动器发送控制信号增加大螺杆10的转速,从而使得导料斗15上的输出物料量又趋于平衡;秸杆物料输入到送料装置的输送带3上,由金属架2上的电机16驱动辊筒I带动输送带3转动,从而将物料输送到秸杆环模压块机中。
[0020] 整个进料过程除间断地用抓草机将秸杆物料抓取到储料箱中外,其余上料、运料流程皆无人工参与,节省了上料端广3人的高强度劳力,也大大保证了生产线的物料供给的均匀性和连贯性,防止进料口的阻塞,从而提高了生产效率和压块成型的质量。
[0021] 以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则和构思之内,对本发明做技术上的修改,等同替换,都属于本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,包括进料装置、控制模块和送料装置,其特征在于:进料装置由储料箱、两根棘轴、大螺杆、两台小电机、一台大电机和导料斗组成,两根棘轴分别安装在储料箱上端的左右两侧,并由储料箱后部的左右两台小电机分别相联驱动;大螺杆水平安装于储料箱的半圆形底部,由储料箱后部的大电机相联并驱动;通过大螺杆的转动,可以将物料通过导料斗均匀输送到送料装置的输送带上;导料斗设置在储料箱的出口处,用于大螺杆输出的物料均勻导出;控制模块由称重传感器、PLC、电机驱动器、控制开关及相关的连线组成;称重传感器安装在储料箱导料斗的下方,对于出料量进行实时监测;PLC安装在储料箱的前部桁架上,与称重传感器接线相连;电机驱动器安装于储料箱的后部桁架,与PLC、大电机接线相连;当倒料斗出料量有所下降时,位于导料斗下方的称重传感器感应并将信息传输反馈至PLC,由PLC进行信息处理后,向电机驱动器发送控制脉冲来调整大螺杆的转速,从而控制秸杆物料进给的均匀性和连续性;控制开关分别包括棘轴电机开关和大螺杆电机驱动器开关,安装在导料斗前部的桁架,采用旋转开关式,简单方便地控制电机的启停;送料装置的安装起点位于导料口下方,使得储料箱中输出的物料通过导料口直接落到送料装置输送到秸杆压块机中,保证物料供给和输送的前后连贯性。
2.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述两根棘轴距离勺型的导料斗出口处6(T70mm处的棘刺外径与大螺杆外径相距2(T30mm,以便在出料口处发生阻塞时,棘刺能够将阻塞的物料进行分散;其余棘刺外径与大螺杆外径相距8(Tl00mm,且各棘刺均匀分布于棘轴左右两侧,各相邻两根棘刺的间距相同,主要用于抓草机将物料抓进储料箱时,将成团状的秸杆物料进行均匀分散。
3.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述大螺杆最低处与半圆形底部相距20mm。
4.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述储料箱的顶部设有两个吊环,便于整台进料装置进行较大距离的搬移。
5.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述送料装置由金属架、辊筒、输送带、皮带、皮带轮和驱动电机组成,辊筒安装在金属架的两端,输送带平铺并卷绕于前后两个辊筒上,在辊筒轴端和驱动电机轴端各过盈配合安装一个皮带轮,并用皮带相连接,金属架与水平成45°角。
6.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述大螺杆采用40Cr铸造热处理方式为淬火后进行回火,回火温度600-650°C之间,以提高其强度和耐磨性;所述棘轴采用45号钢,并调质HB220-270处理;储料箱和金属架均采用45号钢,其中对储料箱的内壁进行抛光和涂层处理,以降低粗糙度,减小摩擦力。
7.如权利要求1所述的一种环模压块机秸杆物料自动进给装置,其特征在于:所述秸杆为小麦稻杆、水稻稻杆、玉米稻杆、薯类稻杆、油料稻杆、棉花稻杆、甘鹿稻杆或其它农作物在收获籽实所剩下的秸杆中的任一种。
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